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关于智能站和常规站的区别..pdf
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关于智能站和常规站的区别..pdf
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智能站和常规站的区别
一、了解智能变电站
1、背景
伴随着工业控制信息交换标准化需求和技术的发展,国外提出了
以“一个世界,一种技术,一种标准”为理念的新的信息交换标
准:IEC61850 标准。在国内,现有信息交换技术在变电站自动化领域
体现出来的种种弊端严重制约了生产管理新技术的提高,因此,采用
IEC61850 实现信息交换标准化已经成为国内电力自动化业界的一致
共识,同时,国家电网公司又提出了“建设数字化电网,打造信息化
企业”的战略方针,如何提高变电站及其他电网节点的数字化程度成
为打造信息化企业的重要工作之一。数字化变电站就是在这样的背景
下提出来的。因此,数字化变电站是变电站自动化发展及电网发展的
结果。
如今,我国微机保护在原理和技术上已相当成熟,常规变电站发
生事故的主要原因在于电缆老化接地造成误动、CT 特性恶化和特性
不一致引起故障、季节性切换压板易出错等。这些问题在智能(数字)
化变电站中都能得到根本性的解决。另外,微机技术和信息、通讯技
术、网络技术的迅速发展和现有的成熟技术也促成了数字化技术在电
力行业内的应用进程。这几年国内智能化一次设备产品质量提升非常
快,从一些试运行站的近期反馈情况可以看出,智能化一次设备已经
从初期的不稳定达到了基本满足现场应用的水平。工业以太网是随着
微机保护开始应用于电力系统的,更是成为近几年的变电站自动化系
统的主流通信方式。在大量的工程实践证明站控层与间隔层之间的以
太网通信的可靠性不存在任何问题。而间隔层与过程层的通信对实时
性、可靠性提出了更高的要求,但通过近两年的研究与实践,这一难
点问题也已经解决。可以说原来制约数字化变电站发展的因素目前已
经得到逐一排除。
智能(数字)化变电站按照变电站自动化系统所要完成的控制、
监视和保护三大功能提出了变电站内功能分层的概念:无论从逻辑概
念上还是从物理概念上都可将变电站的功能分为三层,即站级层、间
隔层和过程层。智能(数字)化变电站作为变电站的发展方向,主要
解决现有变电站可能存在的以下问题:传统互感器的绝缘、饱和、谐
振等;长距离电缆、屏间电缆;通信标准等。
智能(数字)化变电站与传统变电站相比,主要需对过程层和
间隔层设备进行升级,将一次系统的模拟量和开关量就地数字化,用
光纤代替现有的电缆连接,实现过程层设备与间隔层设备之间的通
信。
2、智能变电站定义:采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设
备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要
求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,
并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协
同互动等高级功能的变电站。
3、智能变电站体系分层( Q/GDW383《智能变电站技术导则》)
变电站自动化系统的功能逻辑上可分配在三个不同的层(二次系统的
分层)
1)过程层
过程层设备:包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器
等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。
过程层功能:为间隔层设备服务功能,状态量和模拟量输入输出功
能,如数据采集(采样)、执行间隔层设备发出控制命令。
2)间隔层
间隔层设备:一般指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组
主 IED 等二次设备。
间隔层功能:实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设
备的功能,即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信。
3)站控层
站控层设备:包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、
对时系统等,实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能,
完成数据采集和监视控制(SCADA) 、操作闭锁以及同步相量采集、
电能量采集、保护信息管理等相关功能。
站控层的功能:将变电站看作一个整体的功能,站控层功能宜高度
集成,可在一台计算机或嵌入式装置实现,也可分布在多台计算机或
嵌入式装置中。
4、数字化过程:
主要体现在过程层数字化,采样值和开关设备就地实现数字化和
信息网络化传输。
智能终端将刀闸、开关位置,开关本体信息(告警等); 开关、
刀闸控制等进行就地 数字化;
合并单元(MU)实现电流电压数字化;通常分两类模式,一是
通过电子式互感器通过光纤直接输出数字信号给 MU,二是通过常规
互感器加装就地 MU 的方式实现模数转换,采样值以标准规约方式传
输给间隔层设备。
智能电子设备( IED)
一个或者多个处理器协调工作的设备,它具有从或到一个外部源
接受和发送数据/控制(例如电子式多功能表计、数字继电保护、测控)
的能力。
智能终端:一种智能组件。与一次设备采用电缆连接,与保护、测控
等二次设备采用光纤连接,实现对一次设备的测量、控制等功能。(断
路器操作箱、在线监测装置)
电子式互感器:多个电流或电压传感器组成,用于传输正比于一次电
流或电压量,以供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。电子式
互感器通常由传感模块和合并单元两部分构成,传感模块又称远端模
块,安装在高压一次侧,负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数
字信号。
合并单元 MU:用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间
相关组合的物理单元。合并单元可是互感器的一个组成件,也可是一
个分立单元。(主要作用:ABC 三相电流、电压的合并同步,并按照
特定协议向间隔层设备,发送采样值)
SV Sampled Value:采样值。基于发布/订阅机制,交换采样数据集
中的采样值的相关模型对象和服务,以及这些模型对象和服务到
ISO/IEC8802-3 帧之间的映射。(相当于传统站的交流采样)。
GOOSE Generic Object Oriented Substation Event:GOOSE 是一
种面向通用对象的变电站事件。主要用于实现在多 IED 之间的信息
传递,包括传输跳合闸信号(命令),具有高传输成功概率。(相当于
传统保护的开入开出回路)
5、继电保护原则:
SV:所谓的 61850 9-2 协议的 电流、电压的点对点传输、网络传输;
过程层传输, 由合并单元上传给保护、测控, 相当于传统站的交流
采样回路。
GOOSE: 状态量的网络、点对点传输;(状态量:跳闸、位置等信号、
闭锁等信号,相当于传统保护的开入开出回路;)
1)按照 国网 441 号文“智能化变电站继电保护技术规范”要求, 保
护装置采用
直采:MU 到保护装置用光纤点对点连接(象电缆连接 四芯电流、
电压电缆由光纤代替),不经交换机;
直跳:保护作用于本间隔断路器的跳闸,采用保护装置到智能终端(操
作箱)点对点连接,不经交换机;
网跳(网络传输):像启失灵,母差跳闸等跨间隔的跳闸,宜采用
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